Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Orbitale und Quantenzahlen

Orbital

Ein Orbital ist der Raumbereich um den Atomkern, in dem die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron einer bestimmten Energie zu finden, hoch ist.

Quantenzahlen

• n (Hauptquantenzahl): Nimmt ganzzahlige Werte (1, 2, 3, ...) an und bestimmt die Größe und Energie des Orbitals.
• l (Nebenquantenzahl oder Azimutalquantenzahl): Nimmt Werte von 0 bis n-1 an und steht im Zusammenhang mit dem Bahndrehimpuls und der Form des Orbitals (l=0: s-Orbital, l=1: p-Orbital, l=2: d-Orbital, l=3: f-Orbital).
• m_l (Magnetquantenzahl): Nimmt Werte von -l bis +l an (einschließlich 0) und steht im Zusammenhang mit der räumlichen Orientierung des Orbitals.
• m_s (Spinquantenzahl): Nimmt Werte von +½ und -½ an und steht im Zusammenhang mit dem Elektronenspin.

Materie und ihre Erscheinungsformen

Materie kann in heterogenen und homogenen Materialsystemen vorliegen. Heterogene Systeme weisen in verschiedenen Teilen des Systems unterschiedliche Eigenschaften auf. Diese Unterschiede können entweder mit bloßem Auge oder mikroskopisch erkannt werden. Homogene Materialsysteme hingegen besitzen in allen ihren Teilen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften. Ihre unterschiedlichen Teile können nicht einmal unter dem Mikroskop unterschieden werden.

Heterogene Gemische

Ein heterogenes Materialsystem, das aus verschiedenen Substanzen besteht, wird als heterogenes Gemisch bezeichnet.

Trennung von Komponenten mit unterschiedlichen Aggregatzuständen

Zur Trennung heterogener Gemische, bei denen... Weiterlesen "Materie und ihre Eigenschaften: Gemische, Lösungen, Elemente" »

Grundlagen der Atomstruktur

Was ist ein Atom?

Ein Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen charakteristische Eigenschaften und Identität beibehält. Es ist nicht möglich, Atome durch chemische Prozesse zu verändern oder zu zerlegen.

Elektronen und Energieniveaus

Elektronen befinden sich in bestimmten Energieniveaus, die auch als Schichten oder Schalen bezeichnet werden. Jedes dieser Niveaus besitzt eine unterschiedliche Energielücke.

Elektronen-Unterschalen und Besetzungsreihenfolge

Innerhalb der Energieniveaus gibt es Unterschalen, die eine maximale Anzahl von Elektronen aufnehmen können:

• Die 's'-Unterschale fasst bis zu 2 Elektronen.
• Die 'p'-Unterschale fasst bis zu 6 Elektronen.
• Die 'd'-Unterschale fasst bis zu 10

Grundlagen der Elektrochemie

Oxidation und Reduktion

Oxidation ist der Gewinn von Sauerstoff, der Verlust von Wasserstoff oder der Verlust von Elektronen. Reduktion ist der umgekehrte Prozess.

• Ein Oxidationsmittel ist ein Element oder eine Verbindung, die eine andere Substanz oxidiert und dabei selbst reduziert wird.
• Ein Reduktionsmittel ist ein Element oder eine Verbindung, die eine andere Substanz reduziert und dabei selbst oxidiert wird.

Oxidationszahlen (OZ)

Die Oxidationszahl ist eine hypothetische Ladung, die ein Atom in einer Verbindung hätte, wenn die Elektronen vollständig übertragen würden.

• Elemente in ihrem natürlichen, elementaren Zustand haben eine Oxidationszahl von null.
• Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ionenladung.

Alkohole: Physikalische Eigenschaften

Die ersten Glieder sind Flüssigkeiten, höhere Glieder sind Feststoffe. Sie sind weniger dicht als Wasser. Ihre Siedepunkte (PEB) sind höher als die der entsprechenden Alkane. Die Löslichkeit in Wasser (Solubilität) sinkt mit zunehmender Anzahl von Kohlenstoffatomen.

Wichtige Alkohole

CH3OH (Methanol)
CH3CH2OH (Ethanol)

Alkohole: Chemische Eigenschaften

Alkohole unterliegen Oxidationsreaktionen. Die Produkte unterscheiden sich je nachdem, ob es sich um primäre, sekundäre oder tertiäre Alkohole handelt.

Oxidation primärer Alkohole

Primäre Alkohole oxidieren zu Aldehyden mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen.

Beispiel:
CH3CH2OH (Ethanol) --Oxidation--> CH3CHO (Ethanal, ein Aldehyd)

Oxidation sekundärer

Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen

Alkalimetalle (Gruppe 1)

Die Alkalimetalle (Gruppe 1, außer Wasserstoff) besitzen ein Elektron in ihrer äußersten Energieschale, was sie hochreaktiv macht. Sie kommen in der Natur nicht elementar vor, sondern bilden stabile Verbindungen wie Halogenide, Hydroxide, Oxide und Silikate.

Erdalkalimetalle (Gruppe 2)

Zu den Erdalkalimetallen gehören Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Ihre Ionisierungsenergie ist niedrig, aber höher als die der Alkalimetalle in derselben Periode. Ihre Ionen sind deutlich weniger reaktiv. Berylliumverbindungen sind weniger ionisch. Sie weisen eine geringere Dichte auf und sind weich. Ihre Löslichkeit ist geringer als die der Alkalimetalle.... Weiterlesen "Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen" »

Das Periodensystem der Elemente

Hier ist eine Übersicht der Elemente des Periodensystems mit ihren Symbolen und Atomgewichten:

• Wasserstoff H 1,0079
• Helium He 4,0026
• Lithium Li 6,941
• Beryllium Be 9,0122
• Bor B 10,811
• Kohlenstoff C 12,0107
• Stickstoff N 14,0067
• Sauerstoff O 15,9994
• Fluor F 18,9984
• Neon Ne 20,1797
• Natrium Na 22,9897
• Magnesium Mg 24,305
• Aluminium Al 26,9815
• Silizium Si 28,0855
• Phosphor P 30,9738
• Schwefel S 32,065
• Chlor Cl 35,453
• Argon Ar 39,948
• Kalium K 39,0983
• Kalzium Ca 40,078
• Scandium Sc 44,9559
• Titan Ti 47,867
• Vanadium V 50,9415
• Chrom Cr 51,9961
• Mangan Mn 54,938
• Eisen Fe 55,845
• Cobalt Co 58,9332
• Nickel Ni 58,6934
• Kupfer Cu 63,546
• Zink Zn 65,39
• Gallium Ga 69,723
• Germanium Ge 72,64
• Arsen As 74,9216
• Selen Se 78,96
• Brom Br 79,904
• Krypton Kr 83,8
• Rubidium Rb 85,4678
• Strontium

GRIECHENLAND: Mensch als Maß aller Dinge

In Griechenland ist der Mensch die Achse und das Maß aller Dinge. Bedeutung wird dem Äußeren beigemessen. Wir beleuchten drei Perioden: archaisch, klassisch und hellenistisch.

Architektur im antiken Griechenland

Der Tempelbau betont folgende Merkmale: Satteldach, Fronton, Gebälk (Architrav, Fries und Gesims), Säulengang. Der Naos ist der Raum, in dem sich die Statue des Gottes befindet. Crepidoma (Stufen) und Stylobat bilden die Basis, auf der die Säulen stehen.

Säulenordnungen

Es gibt drei Haupttypen von Säulen:

• Dorisch: Mit Konrnisa, Fries, Architrav, Kapitell bestehend aus Abakus und Echinus, Kragen und Welle (nicht immer).
• Ionisch: Gesims, Fries (mit Reliefs und Gemälden), Architrav, Kapitelle

Atommodelle und Materie

Daltons Atommodell

Das Modell besagt, dass Atome unteilbare, kompakte Kugeln mit spezifischem Gewicht sind. Es erklärt Aspekte chemischer Reaktionen, reicht aber nicht aus, um die elektrische Natur der Materie zu erklären.

Rutherfords Atommodell

Bei der Bestrahlung einer Goldfolie mit positiv geladenen Alpha-Teilchen wurde beobachtet, dass die meisten Teilchen die Folie ungehindert durchdrangen, einige abgelenkt wurden und wenige zurückprallten.

Chemische Bindungen

Ionenbindung

Eine Ionenbindung entsteht, wenn Atome Elektronen vollständig übertragen, um Ionen mit entgegengesetzten Ladungen zu bilden. Diese Ionen werden durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten. Die Ionenwertigkeit entspricht der Anzahl der aufgenommenen... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Atommodelle, Bindungen & Methoden" »

Formulierung

Zuerst wird das andere Element geschrieben und dann das Symbol mit der Wertigkeit. Die Wertigkeiten werden ausgetauscht, und wenn möglich, wird vereinfacht.

• Bei einer Wertigkeit endet die Bezeichnung auf -ig.
• Bei zwei Wertigkeiten endet die kleinere auf -ös und die größere auf -ig.
• Bei drei Wertigkeiten: hypo- -ös, -ös, -ig (aufsteigend).
• Bei vier Wertigkeiten wie bei drei, aber für die höchste Wertigkeit per- -ig.

Systematische Nomenklatur

Benennung mit den Präfixen mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- usw.

Stock-Nomenklatur

Oxid, gefolgt vom Namen des Metalls und der Wertigkeit in römischen Ziffern.

Beispiele:

• K₂O = Dikaliummonoxid. Kaliumoxid.
• N₂O₅ = Distickstoffpentoxid. Stickstoff(V)-oxid.

Hydride

Wasserstoff hat die Wertigkeit... Weiterlesen "Chemische Nomenklatur und Formeln" »